Геккон бежит по воде

Сайт о нанотехнологиях #1 в России

Почему бы нам с вами в этот прекрасный пятничный день немного не отдохнуть от квантовой физики, материаловедения и химии? Что скажете? Ведь мир научных изысканий, исследований и открытий не ограничивается одним направлением. Физика, химия, биология, астрономия и т.д. — каждый день мы узнаем что-то новое в этих областях, и было бы неправильно ограничивать наше с вами внимание только, скажем, физикой. Посему сегодня будет немножко биологии. Штудируя различные как по тематике, так и по направлению, научные издания, я наткнулся на любопытное открытие. А так как главным героем этого открытия является существо, которое мне всегда нравилось, то пройти мимо я не смог. Итак, открытие гласит — обычные гекконы способны бегать по воде. Не очень впечатляет? Не спешите с выводами, ибо эти маленькие прыткие ящерицы для совершения подобных перемещений используют, в отличие от других животных, сразу несколько техник. Если же вам по-прежнему интересно как они это делают, не будем задерживаться. Поехали.

Главный герой

Гекконы это не один вид существ, а целое семейство, насчитывающее более 1100 видов, каждый из которых обладает какой-то своей индивидуальной особенностью, от размеров и расцветки до места обитания и диеты. Внешний вид гекконов может быть весьма необычен, но это обусловлено местом обитания и повадками вида.

К примеру этот малыш, листохвостый геккон, может легко спрятаться среди сухой листвы. Правда его внешний вид натолкнул первооткрывателей дать ему не самое милое имя — satanic leaf-tailed gecko (сатанинский листохвостый геккон). У меня же в голове от его вида возникает только одно слово — Дракарис. 🙂

Есть у всей этой разношерстной (или может правильнее сказать разночешуйчатой) братии и общие черты, по крайней мене у многих из видов. Самой заметной является их умение изображать Человека-паука, а точнее цепляться за практически любые поверхности и передвигаться не только вертикально по стенам, но и по потолку. Самое интересное это принцип, за счет которого они способны это делать, — множество микроскопических волосков покрывают конечности геккона. Эти волоски цепляются за поверхность за счет силы Ван-дер-Ваальса. По такому же принципу к поверхностям цепляется и вышеупомянутый герой комиксов.

Слева кадр из к/ф «Человек-паук» (2002 г.), а справа уже макро-фото подушечки на лапке геккона.

Также нельзя забывать и про невероятные глаза гекконов. Виды, преимущественно активные в ночное время суток, обладают повышенной светочувствительностью. Другими словами, их глаза способны улавливать даже незначительное световое излучение, что позволяет им даже распознавать цвета в темноте. Супер-зрение гекконов неоднократно изучалось. Например, в этом исследовании ученые описывают различные свойства глаз двух видов гекконов: дневного Phelsuma madagascariensis grandis (мадагаскарский гигантский дневной геккон) и ночного Tarentola chazaliae (шлемоголовый геккон).

Внешний вид глаза Gekko smithii (большого лестного геккона или геккона Смита).

Но мы сегодня собрались не для того, чтобы изучать невероятные зрительные способности гекконов, а их не менее невероятные акробатические навыки. Посему перейдем непосредственно к самому исследованию.

Суть исследования

В тропическом лесу на территории Сингапура было сделано скоростное видео того, как маленький геккон преодолевает водное препятствие, чтобы добраться до дерева.

При этом скорость его передвижения была практически такой же, как и при движении на твердой поверхности. Этот ролик поставил перед учеными вопрос — как гекконы это делают? Были проведены лабораторные исследования, которые показали, что гекконы используют сразу несколько техник для передвижения по водной поверхности, что делает их достаточно уникальными в царстве животных.

Водомерка

Исследователи отмечают, что эволюция дала разным животным, умеющим передвигаться по воде, разные способы достижения этого. Так, некоторые мелкие насекомые обладают нестандартным строением конечностей, которое позволяет им держаться на воде за счет силы поверхностного натяжения. Однако такой способ не универсален, потому другие животные более крупных размеров эволюционировали иначе. К примеру шлемоносый василиск может буквально бегать по воде. Быстрые движения задних лап позволяют ему разогнаться до 12 км/ч и пробежать так порядка 400 метров.

Демонстрация бега по воде в исполнении шлемоносого василиска, которого не зря называют Jesus Christ lizard.

Ученые разделяют две основные методики передвижения животных по воде: движение за счет поверхностное натяжение и движение за счет определенных движений конечностями.

Источник

Бегают по воде: гекконы бросают вызов физике (видео)

Чудо хождения по воде, продемонстрированное однажды Иисусом своим ученикам, под силу и маленькой ящерке из семейства гекконовых. Об этой удивительной врожденной способности гекконов ученые знали давно, но вот о том, как именно удается пресмыкающимся бегать по водной поверхности, до сих пор шли споры.

Хоть по стене, хоть по воде

Гекконы во многом уникальные создания. Например, они с легкостью гуляют и по стенам, и даже по потолку. Не остановит их при этом такой фактор, как полное отсутствие малейших выступов на поверхности стены.

Потрясающими скалолазами ящеркам позволяет быть особое строение их лапок. Они покрыты множеством малюсеньких, видимых только под микроскопом волосков, которые и обеспечивают прочное сцепление пресмыкающегося со стеной или потолком.

Однако помогают ли щетинки на лапках ящерки при ее беге по воде, оставалось долгое время неизвестным. Но вот ученые Оксфордского университета задались целью выяснить, как же гекконам удается проделывать такой трюк.

Легкие, быстрые, сильные

Гекконы — не единственные существа на Земле, обладающие поразительной способностью. Бегать по воде умеют, например, насекомые водомерки или птица поганка. Их механизм передвижения по воде давно разгадан. Первые удерживаются на поверхности воды за счет своего малого веса, который настолько незначителен, что не прорывает связи между молекулами воды. Вторые так быстро и сильно бьют по водной глади перепончатыми лапками, что создают под водой воздушный карман, который и помогает им не провалиться.

А что же гекконы? Они слишком тяжелы, чтобы натяжение поверхности воды выдерживало их. И не кажутся достаточно сильными, чтобы заимствовать способ поганок.

Группа ученых-биологов отсняла многочисленные видеоролики бега геккона по воде в разных ракурсах и пристально изучила их на замедленном воспроизведении. Это позволило обнаружить сходство бегущего по воде геккона с движениями другого «водохода» — ящерицы василиска, обитающей в тропических областях Америки.

По примеру василиска

Василиски, бегая по воде, высоко поднимают лапки, с силой шлепают ими по водной поверхности, а когда лапка погружается, быстро гребут ею, выталкивая свое тело одновременно вверх и вперед. Они просто не успевают погружаться под воду.

Похожей техникой, на первый взгляд, пользуются и гекконы. Но стоило исследователям добавить в воду моющее средство и тем самым изменить плотность натяжения воды, как гекконы потеряли способность бежать по воде. Таким образом удалось доказать, что они хотя бы частично пользуются натяжением водной поверхности, как водомерки.

Оказалось так же, что в физике бега по воде активно участвует хвост ящерки. Его удержать над водой гекконы не в силах. Когда он погружается, гекконы совершают им стремительные волнообразные движения, что превращает хвост в подобие мотора. Хвост увеличивает скорость бегущего по воде гекона и позволяет ему уворачиваться от попадающихся на пути препятствий (а таким препятствием может стать, например, пасть вынырнувшей с глубины хищной рыбы).

Как вы думаете, найдется ли практическое применение исследованиям бега геккона по воде?

Источник

Учёные выяснили, как гекконы бегают по воде

Во время отпуска в Сингапуре ученый заметил геккона, который «галопировал» по воде. Пришлось собирать коллег, чтобы изучить, как животному это удается.

Гекконы, конечно, не единственные животные, которые могут передвигаться по воде, не погружаясь внутрь. Так делают еще многие мелкие насекомые или крупные ящерицы-василиски. Но первые достаточно легкие, чтобы держаться на поверхностной пленке, а вторые — достаточно тяжелые, чтобы ударом лап отталкиваться от толщи воды. Гекконы же удивительны тем, что их вес находится примерно посередине между водомеркой и василиском, а значит, им нужен какой-то свой способ не тонуть.

Оказалось, что гекконы используют сразу несколько механизмов. Первый — скольжение по поверхностной пленке, как и насекомые. Хоть гекконы и тяжелее, в какой-то степени вода их держит. Чтобы это доказать, их запустили бегать по мыльной воде, на которой они удержаться не смогли (мыло как раз эту пленку разрушает). Второй механизм — гидрофобная, то есть водооталкивающая кожа. А третий — крохотные пузырьки воздуха, которые удалось разглядеть только при очень сильном замедлении видео. Когда геккон бьет лапой по воде, между поверхностью лапы и водой остается прослойка воздуха, которая и держит его наверху.

Результаты исследования, родившегося из удачного отпуска, опубликованы в Current biology. А авторы надеются, что их идеи помогут в создании роботов, передвигающихся по воде, например, в затопленных районах при наводнении.

Источник

За счет чего гекконы могут бегать по воде?

Маленькие ящерицы-гекконы – мастера всевозможных трюков. Они умеют бегать по отвесным стенам и даже по потолку, способны на самые невообразимые кульбиты в воздухе – всему этому есть простые объяснения. Но как они с огромной скоростью бегают по воде – это учёные смогли понять только недавно.

В чём уникальность гекконов и как перемещаются по воде другие живые существа?

Как скользят по воде насекомые.

Понятно, каким образом по поверхности воды перемещаются насекомые: например, водомерки перемещаются по воде за счет сил поверхностного натяжения . Что же такое поверхностное натяжение? Молекулы воды на поверхности водоема притягиваются молекулами-соседями снизу и сбоку (внутри жидкости), но не притягиваются молекулами воздуха, который находится сверху. В результате водная поверхность натягивается, как плёнка. Лапки водомерок покрыты веществом, которое, подобно жиру, не смачивается водой. Сила гравитации, которая действует на насекомое, меньше силы поверхностного натяжения, благодаря этому водомерки могут скользить на своих непромокаемых лапках по поверхности.

Вы можете испытать эффект поверхностного натяжения в домашних условиях. Попробуйте положить швейную иглу на воду. Возможно, не с первого раза, но, если вы будете это делать аккуратно, должно получиться. Смазанная маслом игла продержится ещё дольше.

Как бегают по воде большие животные?

Водоплавающие птицы быстро перебирают мощными лапами-ластами, дельфины могут приплясывать над водой за счет хвоста. Как всегда, главное – лапы и хвост.

А гекконы уникальны!

Для того, чтобы использовать силу поверхностного натяжения, гекконы слишком тяжелы. Не насекомые всё-таки, что поделать. Но в то же время они намного легче, чем – птицы и млекопитающие, которые могут бегать по воде: движениям геккона не хватает мощности. Как же поступают гекконы?

Гекконы используют сразу четыре техники . Они одновременно отталкиваются лапами от воды, используют поверхностное натяжение, глиссируют и работают хвостом.

Особое качество кожи гекконов отталкивает воду, так что в какой степени они используют эффект поверхностного натяжения , но его было бы недостаточно. Поэтому наши герои активно загребают лапами пузырьки воздуха, создавая своеобразную воздушную подушку – благодаря ей и гладкой водоотталкивающей коже, они могут глиссировать – скользить по воде . И четвертая техника: хвост . Движениями хвоста из стороны в сторону геккон выталкивает себя вперёд. Кроме того, хвост служит стабилизатором и рулём.

Геккон может передвигаться по воде со скоростью 65 сантиметров в секунду , то есть за секунду он может пробежать расстояние длинной больше 10 гекконов!

Все эти техники используются другими животными, но гекконы используют сразу четыре. Вот такие интересные эти маленькие ящерицы. Подписывайтесь на наш блог и вам всегда будет, где прочитать что-то интересное. И пейте воду «Шишкин лес» на здоровье!

Источник

Этот геккон бежит по воде. А на самом деле — парит

Гекконы, конечно, не единственные животные, которые могут передвигаться по воде, не погружаясь внутрь. Так делают еще многие мелкие насекомые или крупные ящерицы-василиски. Но первые достаточно легкие, чтобы держаться на поверхностной пленке, а вторые — достаточно тяжелые, чтобы ударом лап отталкиваться от толщи воды. Гекконы же удивительны тем, что их вес находится примерно посередине между водомеркой и василиском, а значит, им нужен какой-то свой способ не тонуть.

Оказалось, что гекконы используют сразу несколько механизмов. Первый — скольжение по поверхностной пленке, как и насекомые. Хоть гекконы и тяжелее, в какой-то степени вода их держит. Чтобы это доказать, их запустили бегать по мыльной воде, на которой они удержаться не смогли (мыло как раз эту пленку разрушает). Второй механизм — гидрофобная, то есть водооталкивающая кожа. А третий — крохотные пузырьки воздуха, которые удалось разглядеть только при очень сильном замедлении видео. Когда геккон бьет лапой по воде, между поверхностью лапы и водой остается прослойка воздуха, которая и держит его наверху.

Результаты исследования, родившегося из удачного отпуска, опубликованы в Current biology. А авторы надеются, что их идеи помогут в создании роботов, передвигающихся по воде, например, в затопленных районах при наводнении.

Редакция «Чердака»

Источник